脑缺血后内源性激活神经干细胞的机制研究
【关键词】脑缺血；神经发生；调节 脑缺血再灌注损伤发生、发展的机制的研究，一直是近年来神经科学的研究热点。
脑缺血后，神经细胞由于缺血、缺氧，细胞膜上的离子泵及细胞膜的通透性受到影响，造成神经细胞水肿、坏死。
脑内的神经干细胞（ｎｅｕｒｏｎ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ，ＮＳＣ）在多种因素的作用下通过增殖、迁移、分化三个过程，可以填补和部分修复坏死的脑组织，使神经功能部分恢复，本文就脑缺血后激活内源性NSC机制作一综述。
１脑缺血被激活的NSC 成年动物脑中神经细胞的再生发生在两个区域：其中一个位于侧脑室壁的脑室下层（ｓｕｂｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ ｚｏｎｅ，ＳＶＺ），该区可产生新的内源性神经元，并沿嘴侧迁移路径（ｒｏｓｔｒａｌｍｉｇｒａｔｏｒｙ ｓｔｒｅａｍ， ＲＭＳ）迁移至嗅球（ｏｌｆａｃｔｏｒｙ ｂｕｌｂ， ＯＢ）；另一区域为海马齿状回（ｄｅｎｔａｔｅ ｇｙｒｕｓ，ＤＧ）的颗粒下层（ｓｕｂｇｒａｎｕｌａｚｏｎｅ，ＳＧＺ），ＳＧＺ的干细胞可发育形成新的颗粒细胞［１］。
脑缺血可激活ＳＶＺ及ＳＧＺ内的MC。
Ｊｉｎ等以Ｂｒｄｕ标记（５－溴脱氧尿苷，是脱氧尿苷的拟似物，在有丝分裂的Ｓ期，整合入ＤＮＡ，故Ｂｒｄｕ阳性细胞表示新生成的ＮＳＣ）结合免疫、组织化学方法观察脑缺血对ＳＶＺ的ＮＳＣ增殖和分化的影响，结果发现脑缺血后双侧大脑半球ＳＶＺ和ＳＧＺ的ＮＳＣ增殖最为明显［２］。
这表明内源性ＮＳＣ具有修复神经功能缺损的能力。
Ｋｅｅ等采用局灶脑缺血模型，１周后发现ＤＧ的Ｂｒｄｕ阳性细胞数较对照组增加２～３倍，２周后６０％的增殖细胞分化为幼稚神经元，５周后６０％的幼稚神经元发育成熟［３］。
这表明内源性ＮＳＣ具有修复神经功能缺损的能力。
２脑缺血后神经再生的过程 脑缺血后神经再生可分为增殖、迁移、分化三个阶段。
Ｉｗａｉ等用沙土鼠制作脑缺血模型，以Ｂｒｄｕ，唾液酸神经细胞黏附分子，神经核抗原和胶质纤维蛋白分别作为神经细胞增殖、迁延、分化的标志。
结果显示，脑缺血后首先激活ＳＧＺ和ＳＶＺ的ＮＳＣ，促进其发生增殖并在再灌注后１０ｄ其增殖达到高峰；然后是增殖细胞的迁移，ＳＶＺ增殖的ＮＳＣ在唾液酸神经细胞黏附分子的作用下经ＲＭＳ迁移至ＯＢ，而ＳＧＺ增殖的细胞则迁移至颗粒细胞层；最后，增殖细胞发生分化。
ＳＶＺ的ＮＳＣ迁移至嗅球后分化成为神经元，并不断发育成熟，参与嗅神经再生，而ＳＧＺ的ＮＳＣ迁移至颗粒细胞层后向神经元分化，新生神经元参与海马神经元的再生。
这三个过程约需要２个月［４］。
３脑缺血后内源性神经元激活的机制 各种细胞因子，黏附分子都能影响ＮＳＣ的增殖、迁移和分化，脑缺血后ＮＳＣ的活化与多种因素有关［５］。
３.１兴奋性氨基酸 兴奋性氨基酸是脑缺血病理生理过程中重要的毒物，而ＮＭＤＡ受体（Ｎ甲基Ｄ天门冬氨酸受体）拮抗剂可减少脑梗死的体积。
王细林等将大鼠采用传统线栓法做成大脑中动脉缺血再灌注模型，实验组大鼠腹腔注射ＭＫ８０１（ＮＭＤＡ受体拮抗剂），通过免疫组织化学技术标记大鼠ＳＧＺ、ＳＶＺ及梗死皮质周边区，注射后第３ ｄ、７ ｄ、１１ ｄ、１８ ｄ检测Ｂｒｄｕ阳性细胞数，实验组在１１ ｄ、１８ ｄ，ＳＧＺ、ＳＶＺ及梗死灶周边较对照组明显增多，显示在ＭＫ８０１的作用下，有较多的ＮＳＣ分化成前体细胞，即表达中间丝蛋白的细胞［６］。
Ｃｏｕｌｄ等通过对大鼠的研究认为ＭＫ８０１可增加大鼠海马齿状回胸腺嘧啶核苷的合成而促进海马神经发生［７］。
在脑缺血中，ＮＭＤＡ受体拮抗剂内源性激活ＮＳＣ机制不明，可能是因为：（１）脑缺血后， ＮＭＤＡ受体拮抗剂通过抑制兴奋性氨基酸毒性，促进ＮＳＣ增殖，且降低Ｃａ２+浓度，维持Ｃａ２+的体内平衡，刺激ｂｃｌ２２，抑制细胞凋亡，使ＮＳＣ顺利通过有丝分裂增殖分化，而不至于凋亡夭折；（２）脑缺血后， ＮＭＤＡ受体拮抗剂可调节表皮生长因子（ＥＧＦ）、碱性成纤维细胞生长因子（ｂＦＧＦ），尤其使海马区ｂＦＧＦ ｍＲＮＡ，ＢＤＧＦ ｍＲＮＡ的表达增高，而脑源性神经生长因子可促进ＥＧＦ敏感的ＮＳＣ前体细胞向神经元方向分化，ＮＭＤＡ受体拮抗剂通过改变脑内微环境而内源性激活ＮＳＣ增殖、分化。
但Ａｒｖｉｄｓｓｏｎ等发现ＭＫ８０１可以完全阻断局灶脑缺血后ＮＳＣ的增殖，其机制可能是因为其抑制了某些生长因子的表达［８］。
另外兴奋性氨基酸对正常状态下与脑缺血时的ＮＳＣ的作用不同，正常沙土鼠应用ＭＫ８０１将促进海马齿状回ＮＳＣ增殖，而对脑缺血的ＮＳＣ却具有抑制其增殖的作用。
兴奋性氨基酸受体拮抗剂对脑缺血后ＮＳＣ增殖究竟是促进还是抑制，还有待进一步研究。
３.２碱性成纤维细胞生长因子（ｂＦＧＦ） ｂＦＧＦ具有促进有丝分裂、趋化、诱导分化的作用。
正常情况下，ｂＦＧＦ以微量分布于大脑、垂体、下丘脑等处，海马皮层、中脑、纹状体和小脑的神经元细胞内存在其受体［９］。
脑缺血后，早期可观察到ｂＦＧＦ的表达增加，其促进ＮＳＣ的增殖和分化，机制可能与下列因素有关：（１）诱导、促进神经元前体细胞细胞核有丝分裂增加：实验发现大鼠皮下注射ｂＦＧＦ后，ＳＧＺ、ＳＶＺ ［３Ｈ］胸腺嘧啶的合成增加２０％～８０％，提示ｂＦＧＦ增加细胞核ＤＮＡ合成，从而促进细胞增殖，脑室内注射ｂＦＧＦ也表现出同样的结果；（２）对抗兴奋性氨基酸的毒性，抑制ＮＭＤＡＲ的激活；（３）调节钙调蛋白基因，血小板凝血酶敏感蛋白（ＴＳＰ１）基因，特异性成骨细胞因子２（ＯＳＦ２）基因和细胞因子诱导核蛋白的表达。
钙调蛋白参与调节神经细胞多种细胞分化的进程，ＴＳＰ１基因、ＯＳＦ２基因和细胞因子诱导的核蛋白均参与神经元增殖分化再生的过程。
３.３表皮生长因子（ＥＧＦ） ＥＧＦ反应性ＮＳＣ存在于成年期ＳＶＺ内，外源性ＥＧＦ可直接促进其增殖和分裂。
佘剑等观察到脑皮质梗死后２４～４８ｈ脑室内注入外源性ＥＧＦ，梗死灶同侧ＳＶＺ内ＮＳＣ显著增殖［１０］。
而ＭＡＰ２阳性神经元并无增多反映出ＥＧＦ并不能或极少促进从ＳＶＺ迁移的ＮＳＣ向神经元分化，不能有效重建神经元功能网络，而仅能通过刺激星形胶质细胞增生加速梗死灶恢复。
３.４转化生长因子（ＴＧＦ） Ｆａｌｌｏｎ等把ＴＧＦ注射到健康大鼠脑内，几天后发现ＳＶＺ的ＮＳＣ增殖。
将ＴＧＦ注射到黑质纹状体损伤的大鼠脑内，发现ＳＶＺ迁移到损害区，并分化为多巴胺能神经元［１１］。
３.５促红细胞生成素（ＥＰＯ） 脑缺血后缺氧可诱导ＥＰＯ升高，ＥＰＯ受体在ＳＶＺ区存在表达，向大鼠脑室内注射ＥＰＯ可促使ＳＶＺ区迁移到嗅球的细胞增多，而ＥＰＯ抗体则减少上述迁移的细胞数量。
王淑丽等用ｒｈＥＰＯ治疗中风大鼠，显著提高了神经功能的恢复。
研究发现ｒｈＥＰＯ治疗增加了脑血管内皮细胞生长因子（ＶＥＧＦ）和脑源性神经营养因子（ＢＤＮＦ）的水平［１２］。